5_Проверка_условий_Циклы_Jupyter_Notebook

Условные конструкции, множества, цикл while

Проверка условий

Начнем с известных всем операторов. Проверим,

правда ли, что 8 меньше 9; правда ли, что 9 больше 10.

In [1]:

1 8 < 9 # правда

Out[1]:

True

In [2]:

1 9 > 10 # неправда

Out[2]:

False

Результат такой проверки имеет логический тип (boolean).

In [3]:

1 res = 8 < 9

2 res

Out[3]:

True

Как мы уже обсуждали, переменные такого типа могут принимать два значения True или False. Обратите внимание, что True и False не заключены в кавычки ‒ добавив кавычки, мы получим строки "True" и "False".

In [4]:

1 "True" == True

Out[4]:

False

При проверке равенства двух частей (переменных, списков и так далее) используется двойной знак "равно".

In [5]:

1 6 == 6

Out[5]:

True

Одинарный знак "равно" используется для присваивания значений. Так ничего не сравним, но сохраним в переменную a число 6:

In [6]:

1 a = 6

2 a

Out[6]:

6

А так уже проверим условия:

In [7]:

1 print(a == 6)

2 print(a == 9)

True

False

Неравенство, то есть отрицание равенства, в Python обозначается с помощью оператора != (вообще ! в программировании используется для отрицания).

In [8]:

1 6 != 7

Out[8]:

True

Стоит отметить, что Python достаточно лояльно относится к разделению между типам данных. Например, если мы сравним целое число и то же число, но с плавающей точкой (с дробной частью равной 0), Python сообщит, что эти числа совпадают.

In [9]:

1 6 == 6.0 # верно

Out[9]:

True

Условные конструкции

Условные конструкции ‒ конструкции с операторами условия. Условная конструкция обычно предполагает "развилку": если условие выполняется, то должен выполняться один набор действий, если нет ‒ другой набор действий. Давайте напишем программу, которая будет просить пользователя ввести целое число, и если это число менее 10, на экран будет выводиться сообщение "Мало", иначе ‒ "Много". И заодно познакомимся с конструкцией if-else.

In [3]:

1 x = int(input("Введите число: "))

Введите число: 10

In [4]:

4print("Много")

Много

В части с if мы прописываем условие, в зависимости от которого Python будет делать выбор, что выводить на экран, а после двоеточия перечисляем действия, которые будут выполняться в случае, если x удовлетворяет условию. В части с else мы уже не пишем никакого условия ‒ оператор else сам по себе означает "в случае, если условие в выражении с if не выполнено".

Часть с else является необязательной: программа может существовать только с условием if . Тогда в случае невыполнения условия ничего происходить не будет, Python просто перейдет к следующим строкам кода.

Как быть, если условий несколько? Например, мы просим пользователя ввести оценку, и если оценка больше 10, на экране должно быть сообщение "Много", если ровно 10 ‒ "В самый раз", если меньше ‒ "Мало". Можно воспользоваться оператором elif , который по смыслу является сочетанием else + if : если предыдущее условие невыполнено, то, нужно проверить следующее условие, и если оно тоже не выполнено, то уже перейти к ветке с else .

In [10]:

1 mark = int(input("Введите оценку: "))

Введите оценку: 3

Мало

Ответвлений с elif может быть несколько: сколько условий, столько и выражений с elif . Добавим еще одно условие:

8print("Плохо")

Плохо

Законный вопрос: а можно ли обойтись совсем без elif , просто записав несколько выражений с if ? Тут все зависит от ситуации. Иногда решения использовать elif и if будут равнозначными. Если мы перепишем код в примере выше, заменив elif на if , ничего не изменится, так как условия будут проверяться последовательно в любом случае: если оценка больше 10, будет выведено слово "Много", если нет ‒ программа перейдет к следующему условию, и так далее.

In [13]:

8print("Плохо")

Плохо

В случае, когда условия как-то связаны между собой, нужно быть более внимательными. Рассмотрим такой пример.

Случай 1.

6print("Плохо")

Это нормально Плохо

Если оценка меньше 10, мы выводим на экран сообщение "Это нормально", если нет, то проверяем, равна ли она 10: если да, то выводим "Отлично", если нет ‒ ничего не делаем. При этом, после всех этих действий делаем дополнительную проверку: если оценка меньше 6, выводим "Плохо".

6print("Плохо")

Это нормально

Если оценка меньше 10, мы выводим на экран сообщение "Это нормально", если нет, то проверяем, равна ли она 10: если да, то выводим "Отлично", если нет ‒ сравниваем ее с 6. Если оценка меньше 6, выводим "Плохо".

Почему во втором случае мы не увидели сообщение "Плохо"? Потому что из-за второго elif мы попросту до него не дошли! На ветку со вторым elif мы попадаем в случае, если предыдущее условие не выполняется, то есть если оценка не равна 10. А на ветку с первым elif мы попадем, в случае, если оценка не менее 10. Получается, что мы должны выводить слово "Плохо" в случае, когда оценка более 10 и при этом менее 6, чего в природе не бывает. Использовав elif необдуманно, мы добавили лишнее условие, которое никогда не будет выполняться! Тут будет полезно вспомнить схемы, которые многие, наверное, видели на уроках информатики в школе. Запоминать их необязательно, просто они хорошо иллюстрируют различия между двумя случаями.

Случай 1

title

Случай 2

title

Возможно, предыдущее обсуждение if и elif могло вас чуть-чуть запутать, но это не повод расстраиваться. Важно просто помнить, что разница между этими операторами есть. Остальное можно проверить экспериментально на конкретном примере :)

Сложные условия

Пусть у нас есть три целочисленные переменные a , b и c , и мы планируем составлять сложные, составные уcловия, касающиеся этих переменных.

In [16]:

1 a = 3

2 b = 7

3 c = 1

Помогут операторы and и or . Оператор and соответствует одновременному выполнению условий, оператор or соответствует ситуации, когда хотя бы одно из условий выполняется. Оператор or в Python ‒ обычное "или", не исключающее: либо верно первое условие, либо второе, либо оба.

In [17]:

1 (a < b) and (b > c) # оба верны

Out[17]:

True

In [18]:

1 (a < b) and (c > b) # второе неверно -> все неверно

Out[18]:

False

In [16]:

1 (a < b) or (a > c) # первое верное -> хотя бы одно верно

Out[16]:

True

In [19]:

1 (a < b) or (c > b) # первое верное -> хотя бы одно верно

Out[19]:

True

Можем работать с элементами списков:

In [20]:

1 l1 = [1, 3, 6, 8] 2 l2 = [0, 9, 6, 8]

In [21]:

1 l1[0] > l2[0] # 1 больше 0

Out[21]:

True

In [14]:

1 (l1[0] > l2[0]) and (l1[2] == l2[2]) # оба верны

Out[14]:

True

In [22]:

1 (l1[0] > l2[0]) or (l1[2] == l2[2]) # оба верны

Out[22]:

True

Давайте пройдемся по парам элементов в списках l1 и l2 , и если значения элементов, которые стоят на одном и том же месте, просто в разных списках, совпадают, мы будем выводить сообщение "It's true! They are equal!", а если нет ‒ сообщение "It's false! They are not equal!".

Сначала посмотрим на длину списков:

In [23]:

1 print(len(l1))

2 print(len(l2))

4

4

Списки одинаковой длины, это хорошо! Напишем цикл.

In [24]:

1 for i in range(0, len(l1)):

2if l1[i] == l2[i]:

3print("It's true! They are equal!")

4else:

5print("It's false! They are not equal!")

It's false! They are not equal!

It's false! They are not equal!

It's true! They are equal!

It's true! They are equal!

А теперь предлагаю вам такую задачу. Есть список оценок marks , и для каждой оценки нужно вывести комментарий (Отлично, Хорошо, Удовлетворительно, Плохо) с новой строки.

Решение:

In [26]:

1 for mark in marks:

2if mark >= 8:

3print("Отлично!")

4elif (mark >= 6) and (mark < 8):

5print("Хорошо!")

6elif (mark >= 4) and (mark < 6):

7print("Удовлетворительно!")

8else:

9print("Плохо!")

Плохо! Хорошо! Отлично! Отлично!

Удовлетворительно! Отлично!

Плохо! Хорошо!

Можно написать аналогичный код, но оценку теперь будет вводить пользователь с клавиатуры.

In [28]:

1 mark = int(input("Введите оценку: ")) 2 if mark >= 8:

3print("Отлично!")

4 elif (mark >= 6) and (mark < 8):

5print("Хорошо!")

6 elif (mark >= 4) and (mark < 6): 7 print("Удовлетворительно!") 8 else:

9print("Плохо!")

Введите оценку: 4 Удовлетворительно!

Небольшое лирическое отступление, не связанное с условиями. В Python есть функция eval() ,

которая позволяет исполнять код, который записан в виде строки. Например, мы сохранили в текстовый файл какие-то списки. Открываем файл, и Python считывает наши списки как обычные строки:

In [29]:

1 s = "[2,5,6,8]"

In [30]:

1 s

Out[30]:

'[2,5,6,8]'

Если мы применим к строке s функцию eval() , мы получим список.

In [31]:

1 L = eval(s)

2 L

Out[31]:

[2, 5, 6, 8]

Работает это не только для списков:

In [31]:

1 eval("a == 8")

Out[31]:

False

Внимание: использование функции eval() считается небезопасным в том смысле, что она исполняет любой код, заключенный в строке, не проверяя при этом, является ли код хорошим, правильным. Более корректно было бы использовать функцию literal_eval() , которую вы можете встретить в автоматических тестах в домашних заданиях. Эту функцию нужно импортировать из модуля ast :

In [32]:

1 from ast import literal_eval

In [33]:

1 literal_eval("[1,2,3]")

Out[33]:

[1, 2, 3]

Кроме and и or в Python есть еще полезные операторы: оператор принадлежности in и оператор отрицания not .

Пусть у нас есть списки отличных, хороших, удовлетворительных и плохих оценок.

In [35]:

1 excel = [8, 9, 10] 2 good = [6, 7]

3 sat = [4, 5]

4 bad = [1, 2, 3]

Проверим, лежит ли оценка 8 в плохих:

In [36]:

1 8 in bad

Out[36]:

False

Применим отрицание:

In [37]:

1 8 not in bad # верно!

Out[37]:

True

Множества

Иногда возникает необходимость проверять разные отношения между двумя наборами элементов. Например, проверить, есть ли у двух списков общие элементы. Для этого можно воспользоваться уже известным оператором in :

In [38]:

In [39]:

1 for i in L2:

2if i in L1:

3print(i)

1

4

Но иногда удобно превратить списки в множества (sets) и выполнять операции, которые определены для множеств в математике: пересечение, объединение, разность и так далее.

Важно иметь в виду, что в множествах (как в программировании, так и в математике) не может быть повторяющихся элементов. Поэтому, если в списке есть повторяющиеся значения, и они важны, превращать спискок в множество не стоит, так как можно потерять элементы.